Таємничий космос бактерій.

Першими жителями Землі були бактерії. Майже два мільярди років вони залишалися єдиними її мешканцями. З часом вони винайшли фотосинтез, тобто навчилися перетворювати сонячне світло в багаті енергією вуглеводи. Почали вдихати кисень. Заселили будь-яку придатну для життя нішу - від глетчерів до гейзерів.

Рослини і тварини не стали їм конкурентами. Ці найдрібніші на Землі організми приловчилися створювати колонії всередині великих організмів, процвітаючи і розмножуючись у цій багатій поживними речовинами середовищі.

Симбіоз з деякими видами бактерій виявився вигідний і нам, людям: вони допомагають переробляти їжу, що потрапила в кишечник. Інші ж вічно дошкуляють нам. Вони винні в цій «гонці озброєнь»: у фармацевтичних лабораторіях створюють все нові, більш витончені ліки.

У середині минулого століття, особливо після появи антибіотиків, справи мікробів здавалися погані. Однак, починаючи з 1980-их років, в промислово розвинених країнах спостерігається зростання інфекційних захворювань. Так, зараз у всьому світі від одного лише туберкульоз щорічно вмирає близько 3 мільйонів чоловік. А інші інфекції! Медики все частіше говорять про можливу пандемію особливо небезпечної форми грипу чи чогось подібного. Недаремно такий переполох у всьому світі викликала спалах атипової пневмонії. Потім заговорили про пташиний грип ...

З середини 1990-их років у війні з мікробами вчені застосували новітнє розвідувальне засіб - лазерний мікроскоп. Так вперше відкрилася справжня життя мікробів у всій її буденності та розмаїтті.

За словами американського мікробіолога Вільяма Костертона, картина, побачена їм в лазерний мікроскоп, нагадувала «Манхеттен вночі, коли підлітаєш до нього на літаку». Посеред в'язкої бактеріальної плівки височіли «хмарочоси» з мікробів, що досягали 200 мікрометрів у висоту (звичайний розмір бактерій - 1-10 мікрометрів). З будинку в будинок по цілій мережі каналів безперебійно подавалися ферменти, поживні речовини і молекули кисню, виводилися відходи життєдіяльності мікробів. Цілі полчища крихітних організмів - бактерії, одноклітинні, віруси - тинялися по вулицях цього «мегаполісу» і пожирали все, що їм траплялося. У цьому «місті» зустрічалися і рідкісні «чужинці» - черв'яки, гриби, водорості, мініатюрні кліщі та личинки комах.

Подібні колонії, що отримали назву «біоплівок», стали виявляти всюди: на каменях і рифах, на рослинах і пам'ятниках, на стінках водопровідних труб і скельцях контактних лінз. Особливо прижилися вони в медичних приладах: штучні клапани серця і тазостегнові суглоби, протези і катетери часто кишать колоніями бактерій.


Не дивно, що у багатьох пацієнтів лікарень розвиваються запальні процеси - вони страждають від «госпітальних інфекцій».

Отже, бактерії живуть колоніями. Але, значить, їм треба якось спілкуватися один з одним. Як?

Відповідь була знайдена лише в 1990-ті роки. Виявилося, бактерії для підрахунку родичів використовують хімічну систему зв'язку - так званий Quorum sensing. Свій кворум бактерії визначають хімічним шляхом, виділяючи особливі сигнальні речовини - феромони. Їх концентрацію вони вимірюють за допомогою специфічного рецептора. Поки феромонів мало, - а значить і мікробів мало, і діяти спільно їм невигідно, без толку, - цей рецептор діє. Але звісточка летить за звісточкою, підтверджуючи: «Ми разом!» І ось від колишньої благочинного немає сліду. Починається шабаш.

Як тільки «кворум» буде досягнутий, рецептор спрацьовує, і, наприклад, вся колонія дружно виділяє токсин, від якого людині стає погано. Ось так і натовп людей, досягнувши якогось межі, починає колективно діяти, випускаючи в навколишнє середовище свою отруту - кипучу ненависть до влади, ворогам, інородців. Ніщо людське мікробам не чуже ...

З тих пір, як ми дізналися, що небезпечні не мікроби самі по собі, а їх кворум - їх фатальне кількість, - стало ясно, що і боротися з ними можна інакше. Треба не знищувати бактерії, а заважати їм спілкуватися один з одним, заважати підраховувати свій кворум. Нехай мікроби, навіть утворивши велику колонію, як і раніше вірять, що роз'єднані. Нехай не здогадуються, що їм давно пора переходити в атаку. Значить, треба знайти ті особливі речовини, які пригнічують хімічні сигнали мікробів.

Якщо надії вчених збудуться, то в медицині відбудеться якісно новий стрибок. Не секрет, що майже будь трансплантації органів, будь-якої операції з протезування супроводжують ускладнення - перш за все, запальні процеси, впоратися з якими ослаблений організм не завжди може. Якщо вдасться перешкодити утворенню бактеріальних плівок на протезах і імплантатах, то подібні операції отримають саме широке поширення. Пару століть тому просте переливання крові було свого роду «російською рулеткою». У майбутньому ж і пересадка органів може стати чимось на зразок зубного протезування. Як вважають дослідники, наші успіхи у вивченні таємного мови мікробів дозволять нам, нарешті, контролювати розвиток епідемій.

Олександр Волков

//